Una nuova modifica alla tecnica della microscopia a fluorescenza in super risoluzione è stata apportata da un gruppo di ricercatori dell’Università tecnica di Delft.
La microscopia a fluorescenza in super risoluzione rappresenta un campo dell’ottica che si sta sviluppando tantissimo negli ultimi anni.
Si tratta di una tecnica ottica per l’ingrandimento nella quale proteine o molecole vengono rese fluorescenti grazie a modifiche genetiche. Un microscopio ottico può poi catturare questa fluorescenza sotto forma di un debole segnale luminoso.
Grazie a questa tecnica è possibile osservare oggetti che misurano fino a 10-20 nanometri (un nanometro è un milionesimo di millimetro), caratteristica in base alla quale è stato possibile superare il cosiddetto “limite di diffrazione”, il limite nella microscopia ottica oltre il quale non è più possibile, a seguito di ingrandimenti, mettere poi a fuoco l’oggetto.
Tuttavia non è possibile etichettare tutte le molecole e le proteine e quindi ciò che si può vedere è in sostanza solo un insieme di singoli punti luminosi, non la struttura completa, come specifica anche Bernd Rieger, ricercatore impegnato in questo nuovo studio il quale ha cercato proprio di sopperire a questo problema.
La soluzione che hanno trovato i ricercatori della Delft sta in una tecnica nota nella fotografia come “compositing”: hanno infilato più immagini per creare una singola immagine composita. Tuttavia questo metodo richiede enormi quantità di potenza di elaborazione tanto che per completare una sola immagine ci vogliono diversi giorni su un normale computer.
A questo punto si sono rivolti ad un programmatore olandese che ha convertito un algoritmo già esistente per normali PC facendo in modo che un’immagine potesse essere combinata solo in poche ore. Ora con questa nuova tecnica è possibile visualizzare strutture di soli 3 nanometri.
Questa ricerca riduce di fatto il divario tra microscopia elettronica e quella ottica, come specifica Sjoerd Stallinga, altro ricercatore impegnato in questo studio: “I migliori microscopi elettronici sono da 30 a 50 volte più potenti dei migliori ottici. Avvicinare i due mondi potrebbe portare a nuove intuizioni biologiche”.
Fonti e approfondimenti
- Delft researchers push the boundaries of optical microscopy (IA)
- Template-free 2D particle fusion in localization microscopy | Nature Methods (DOI: 10.1038/s41592-018-0136-6) (IA)
Articoli correlati
- Nuova tecnica permette ai microscopi di visualizzare singole molecole a livello atomico
- Nuovi vetrini più sensibili per microscopi a fluorescenza sviluppati da scienziati dell’EPFL
- Mitocondri in cellule vive osservati con dettagli senza precedenti
- Nuovi microscopi mesoSPIM promettono la visualizzazione del tessuto cerebrale fino ai singoli neuroni
- Nuovo microscopio a 2 fotoni supera record di velocità nell’imaging del cervello
- Nuovo microscopio scatta immagini impressionanti ad alta risoluzione del sistema nervoso degli insetti
- Nuovo strumento di deep learning potrebbe rivoluzionare microscopia medica secondo studio
- Immagini 2-D convertite in 3-D con il deep learning
